[發明專利]復合微能源系統的仿真優化平臺

有效

• 申請號: 201910032090.5
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109613843B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 尤政;戚南劍;王曉峰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華

1.一種復合微能源系統的仿真優化平臺，所述復合微能源系統的仿真優化平臺由復合微能源系統分別連接環境仿真模塊和事件仿真模塊組成，其特征在于，復合微能源系統由能量管理模塊分別連接能量收集部分、能量存儲部分及無線傳感節點構成；所述事件仿真模塊與無線傳感節點連接，環境仿真模塊與能量收集部分連接；采用通用的面向對象編程方法，將各模塊封裝在各個不同的類中;其中各個不同的類有：太陽能電池、壓電發電片、鋰電池、超級電容、無線傳感節點及復合微能源系統；

所述環境仿真模塊，用來仿真影響能量收集部分輸出功率的環境參數變化情況；

所述事件仿真模塊，用來仿真無線傳感節點的敏感事件發生情況；

所述無線傳感節點仿真模塊，用來仿真不同工作模式下，無線傳感節點的功耗變化情況；

所述能量收集部分，用來仿真外部環境變化時，復合微能源系統收集到的電能變化情況；能量收集部分包括太陽能電池仿真模塊及壓電發電片仿真模塊；太陽能電池仿真模塊，用來仿真外界光照強度環境條件變化時，在特定設計參數下太陽能電池的輸出功率變化情況，從而指導太陽能電池的參數設計；壓電發電片仿真模塊，用來仿真外界環境風速變化時，在特定設計參數下壓電發電片的輸出功率變化情況，從而指導壓電發單片的參數設計；

所述能量存儲部分包括：鋰電池仿真模塊和超級電容仿真模塊；鋰電池仿真模塊用來仿真有功率輸入輸出時，鋰電池瞬時參數變化情況，包括輸出電壓、輸出電流、剩余電量SOC和容量損耗；鋰電池的容量損耗情況決定了其使用壽命；超級電容仿真模塊，用來仿真有功率輸入輸出時，超級電容瞬時參數變化情況，包括輸出電壓、輸出電流和剩余電量SOC；在特定設計參數下能量收集部分和能量存儲部分能夠根據實際系統設計情況對上述模塊進行增添、刪減或修改；

所述能量管理模塊，用來仿真復合微能源系統運行時，在不同能量管理方法指導下，復合微能源系統內部各模塊之間的能量流動情況與功率分配關系。

2.根據權利要求1所述一種復合微能源系統的仿真優化平臺，其特征在于，所述能量管理模塊集成了多種能量管理方法，根據實際系統設計情況增加或修改相應的能量管理方法；在仿真時，根據實際情況選擇相應的能量管理方法；這些能量管理方法包括：

超級電容優先法，只要超級電容沒有超出電壓限制范圍，就由超級電容來承擔能量需求；

電壓控制法，能量管理模塊通過判斷超級電容與鋰電池的電壓高低來決定由誰來承擔能量需求；

改進并聯法，能量管理模塊綜合判斷超級電容與鋰電池的電壓高低以及環境能量收集情況來決定由誰來承擔能量需求。